Кремниевый дрейфовый детектор: различия между версиями
созданная с нуля по мотивам удалённой "Кремниевый дрейфовый детектор" |
(нет различий)
|
Версия от 18:01, 17 апреля 2015
Полупроводниковая дрейфовая камера[1] (англ. Silicon drift detector, SDD) - тип детектора рентгеновского излучения, используемый в рентгеновской спектроскопии и электронной микроскопии. Преимуществом данного типа детекторов является маленькая собственная ёмкость анода (до 0,1пф для чувствительной области около 1см2)[2] и низкий уровень шума.
История
Этот тип детекторов впервые был предложен в 1984г.[3] и описан в статье «Полупроводниковая дрейфовая камера - применение новой схемы переноса заряда» авторами E. Gatti, P. Rehak и J.T. Walton.[4]. Основной причиной разработки было стремление сократить количество каналов считывания (по сравнению с микрополосковыми детекторами)[5]
Принцип работы
С обоих сторон кремниевой пластины расположены p+ области. На p+ кольца подается равномерно меняющийся потенциал. В центре на одной из сторон расположен n+ анод, через который происходит обеднение всего объёма кремния. Когда кремний находится в обедненном состоянии в середине пластины образуется транспортный канал для электронов, дрейфующих под действием приложенного поля E. По времени их дрейфа можно определить положение прошедшей частицы.[6]. Кольца могут быть заменены на ряд полосок.
Отличительные особенности
По сравнению с другими типами детекторов рентгеновского излучения, кремниевые дрейфовые детекторы обладают следующими преимуществами:
- Высокое быстродействие
- Высокая разрешающая способность благодаря тому, что анод имеет маленькую площадь и вносит небольшой вклад в уровень шума[7]
К недостаткам относится зависимость координаты от флуктаций дрейфового поля из-за дефектов кристаллической решетки и зависимости подвижности электронов от температуры.[2]
Практическое применение
Установлено 2 слоя дрейфовых детекторов на установке ALICE Большого адронного коллайдера.[8][3]
Литература
- Чилингаров А.Г. Координатные полупроводниковые детекторы в физике элементарных частиц // ФЭЧАЯ. — 1992. — Т. 23, вып. 3.
- E. Gatti, P. Rehak и J.T. Walton. Semiconductor Drift Chamber - An Application of a Novel Charge Transport Scheme // Nucl. Instr. and Meth.. — 1984. — Вып. А 225. — С. 608-614.
- F. Hartman. Evolution of Silicon Sensor Technology in Particle Physics. — Springer Science & Business Media, 2009. — С. 84-85. — 204 с. — ISBN 978-3-540-44774-0.
- Dr. Burkhard Beckhoff, Dr. habil. Birgit Kanngießer, Professor Dr. Norbert Langhoff, Dr. sc. nat. Reiner Wedell, Dr. sc. nat. Helmut Wolff. Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis. — Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. — С. 222-227. — 878 с. — ISBN 978-3-540-28603-5.
- Kouichi Tsuji, Jasna Injuk, René Van Grieken John Wiley & Sons. X-Ray Spectrometry: Recent Technological Advances. — WILEY, 2004. — С. 148-162. — 616 с. — ISBN 978-0-471-48640-4.
- Richard C. Dorf. The Electrical Engineering Handbook. — CRC Press, 2004. — 2808 с. — ISBN 978-0849315862.
- Giovanni Neri, Nicola Donato, Arnaldo d'Amico, Corrado Di Natale. Sensors and Microsystems AISEM 2010 Proceedings. — Springer Science & Business Media, 2012. — С. 259-260. — 444 с. — ISBN 978-94-007-1323-9.
Ссылки
Примечания
- ↑ Координатные полупроводниковые детекторы в физике элементарных частиц, 1992, с. 796.
- ↑ 1 2 Координатные полупроводниковые детекторы в физике элементарных частиц, 1992, с. 797.
- ↑ 1 2 Evolution of Silicon Sensor Technology in Particle Physics, 2009, с. 84.
- ↑ Semiconductor Drift Chamber - An Application of a Novel Charge Transport Scheme, 1984, с. 608-614.
- ↑ The Electrical Engineering Handbook, 2004.
- ↑ Координатные полупроводниковые детекторы в физике элементарных частиц, 1992, с. 796-797.
- ↑ Sensors and Microsystems AISEM 2010 Proceedings, 2012, с. 260.
- ↑ The present Inner Tracking System - Steps forward! (англ.).